100 kg數字指示秤測量結果的不確定度評定

郭興華（天津市濱海新區漢沽計量檢定所，天津 300480）

?

100 kg數字指示秤測量結果的不確定度評定

郭興華
（天津市濱海新區漢沽計量檢定所，天津 300480）

本文通過以100 kg數字指示秤為例，從測量條件、數學模型、不確定度評定、不確定度報告與表示等方面給出判斷、分析及計算數字指示秤測量結果不確定度的解決過程。

數字指示秤；測量結果；最大允許誤差；不確定度

在現今社會，數字指示秤與機械衡器比較，具有顯示直觀、使用方便等優點，已經越來越廣泛的應用于市場、工廠、礦山、港口、倉庫等各行各業的商品貿易中，在人們生產生活中發揮著至關重要的作用。因此，對數字指示秤的檢定、監督和管理成為了一項重要的工作和職責，具有與人民利益息息相關的現實意義。本文通過100 kg數字指示秤測量結果的不確定度評定，以達到對數字指示秤檢定和不確定度評定的深入學習的目的，希望廣大相關技術工作者給予指正。

1 測量條件

（1）被測對象。數字指示秤是通過稱重傳感器測量載荷重量、經電子裝置、數字顯示重量值的秤，屬于自行指示的非自動秤。本文不確定度評定的被測對象是最大量程100 kg、檢定分度值20 g的中準確度級數字指示秤。（2）測量依據。依據JJG539-1997《數字指示秤》國家計量檢定規程，選擇最大量程100 kg作為測試稱量點，進行不確定度評定。（3）測量原理。物體放置在承載器上，其重量通過承載器傳遞到數字指示秤的傳感器上轉化為位移量，傳感器隨之將物體的重量轉換成與被稱物體重量成一定函數關系的電信號（電壓或電流等），該信號傳輸到稱重指示器后，經放大、濾波、數模轉換等環節轉換成數字量，由顯示器以數字方式將物體的質量顯示出來，實現對被稱物體的稱量。這個數字顯示的示值與質量約定真值（在此為標準砝碼的標稱值）之差，就是示值誤差。（4）標準器。經檢定合格的10 kg M1等級砝碼10個。

2 數學模型

2.1 不確定度來源

（1）標準砝碼。（2）偏載。（3）數字顯示的分辨力。（4）重復性。（5）測量人員。（6）測量環境。（7）電信號干擾。其中不確定度的主要來源為標準砝碼、數字顯示的分辨力和重復性的誤差。

2.2 數學模型

根據不確定度主要來源，建立數學模型為：E=I+0.5e-Δ m-m+Δ Es +δ x

E -被測對象示值誤差； I -被測量示值；

e - 檢定分度值； M - 標準砝碼質量；

Δ m - 附加小砝碼質量； Δ Es -重復性誤差；

δ x - 數字顯示分辨力誤差。

3 測量結果不確定度評定

3.1 各輸入量標準不確定度的評定

（1）標準砝碼引入的標準不確定度。在最大量程100 kg稱量點進行測量，需使用10 kgM1砝碼10個，依據JJG99-2006《砝碼》國家計量檢定規程，此砝碼最大允許誤差∣mpe∣=500 mg=0.5 g，按均勻分布、B類評定標準不確定度：

（2）數字顯示分辨力引入的標準不確定度。由數字顯示分辨力引入的標準不確定度分量采用B類評定。依據規程，在進行數字指示秤檢定時，采用閃變點方法來確定化整前的示值。采用閃變點方法可以使顯示器上數字顯示的分辨力為δ x =0.1d (實際分度值d = e)，區間半寬度為δ x /2，其化整分布按均勻分布分析，查表得= =0.29×0.1×20=0.58 g，估計約為10%，則自由度

（3）重復性引入的標準不確定度。在最大量程100 kg稱量點進行10次測量，結果如表1。

表1

自由度：υx=n -1= 111000-1=9

3.2 合成標準不確定度

3.3 擴展不確定度

4 測量不確定度的報告與表示

通過上述分析和計算，可將不確定度主要來源按其類型、數值、概率分布、自由度等進行匯總，如表2所示。

依據JJF1059.1-2012的要求，100 kg數字指示秤測量不確定度的報告為：I=100.01 kg，u95=5.95 g，。在此最大量程測量點的最大允許誤差mpe= 1.5e=30 g ，擴展不確定度

MAU=5.95≤1/3mpe=10 g，符合要求。

5 結語

通過對100 kg數字指示秤測量結果不確定度的評定，給出了判斷、分析及計算數字指示秤測量結果不確定度的解決過程，加深了對數字指示秤不確定度評定的理解，希望對大家的實際檢定和校準工作有所幫助。

[1] JJF 1059.1-2012 《測量不確定度評定與表示》，2012.

[2] JJG 539-1997《數字指示秤》，1997.

[3] 鄭黨兒.《簡明測量不確定度評定方法與實例》，2005.

表2 測量結果不確定度一覽表

O 212.1

A

1671-0711（2016）08（上）-0037-02